| 研究課題/領域番号 |
20K05380
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
立花 優 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (40634928)
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| 研究分担者 |
阿部 達雄 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20390403)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 土壌除染 / オゾン / 粘土鉱物 / 腐植物質 / イオン交換反応 / 錯形成 / セシウム / ストロンチウム |
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| 研究成果の概要 |
オゾン(O3)を用いるとCs、Sr、および粘土鉱物の親水性が向上する。そして、フレイド・エッジ・サイトを含む粘土層間を拡幅させ、粘土鉱物のCsやSrに対する保持能力が低下し、他の金属イオンとのイオン交換が容易くなる。さらには、前述の除染機構の他に、O3が土壌に含まれる腐植物質の官能基を分解し、ギ酸、シュウ酸などを生成させ、それらがCsやSrと錯形成し水溶液側に溶出させる除染機構や腐植物質などが有する官能基の水和環境変化に起因する除染機構も存在する。開発したO3と陽イオン(K, Mg, Ca)を組み合わせた除染操作を数回繰り返すと土壌(例：黒ボク土)からほぼ完全にCsとSrを取り除ける。
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| 自由記述の分野 |
原子力工学(核種分離)、核融合工学(同位体分離)、浄水工学(オゾン化学)
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶存オゾンが存在すると水溶液中の金属イオンの化学的環境が劇的に変わる。例えば、土壌(例：黒ボク土)に対してCsは強く吸着するが、そこに溶存オゾンが存在するとCsは土壌からの脱離が容易であるLiと同程度の吸着能となる。つまり、本研究では、溶存オゾンには金属イオン、フミン質および粘土鉱物の水和環境を自在にコントロールできることを初めて示した。さらに、この現象を放射性物質汚染土壌の除染に適用した結果、Csをほぼ完全に土壌から取り除けることがわかった。開発した除染技術はチョルノービリ及び福島第一原子力発電所周辺の汚染土壌にも無力ではなく、過酷事故処理を先導的に取り組む国家に必要な技術となるはずである。
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